UT-wetenschappers ontwikkelen instrument om chipmachines te verbeteren

Onderzoekers van MESA+ ontwikkelden een instrument dat tegelijkertijd de grootte van een plasmabron als de kleur van zijn licht kan meten. “Door beide tegelijk te meten kunnen we lithografiemachines verder verbeteren voor kleinere, snellere en verbeterde chips.”

Het artikel is verschenen in Optics Letters.

Lithografiemachines staan centraal in het maken van de microchips die nodig zijn voor bijna al onze elektronische apparaten. Om de kleinste chips te maken, hebben deze machines nauwkeurig ontworpen lenzen, spiegels en lichtbronnen nodig. “Hiervoor konden we alleen kijken naar de hoeveelheid licht die het plasma produceerde, maar om het chipfabricageproces verder te verbeteren, willen we ook de kleuren van dat licht en de grootte van de bron bestuderen”, zegt Muharrem Bayraktar, universitair docent bij de XUV Optics Group.

Kleur en grootte

Een plasmabron straalt extreem ultraviolette licht uit dat nodig is voor de productie van chips. Die plasmabron wordt gemaakt door lasers op metalen druppels te richten. Sets speciale spiegels richten dit licht op een silicium wafer om de kleinst denkbare microchips te maken. “We willen het plasma zo klein mogelijk maken. Te groot en je ‘verspilt’ veel licht omdat de spiegels niet al het licht kunnen opvangen”, zegt Bayraktar.

Naast de grootte van de plasmabron is ook de kleur van het licht belangrijk. “Het plasma zendt niet alleen extreem ultraviolet licht uit, maar ook andere kleuren”, zegt Bayraktar. Met dit nieuwe instrument kunnen de onderzoekers tegelijkertijd naar de grootte en de kleur kijken. Dit maakt het mogelijk om de relatie tussen de grootte van een plasmabron en de kleur van het licht te onderzoeken.

Verbeterde metingen

Voor dit nieuwe instrument gebruikten de onderzoekers een combinatie van kegelvormige zoneplaten en transmissieroosters. Beide geproduceerd door MESA+. Kegelvormige zoneplaten zijn gespecialiseerde optische componenten die extreem ultraviolet licht zo aanpassen dat ze de plasmabron nauwkeurig afbeelden. Het transmissierooster breekt het licht losse kleuren, waardoor het mogelijk is om ze afzonderlijk te meten.